jax.scipy.sparse.linalg.gmres#

jax.scipy.sparse.linalg.gmres(A, b, x0=None, *, tol=1e-05, atol=0.0, restart=20, maxiter=None, M=None, solve_method='batched')[源代码]#

GMRES 求解线性系统 A x = b 中的 x,给定 A 和 b。

A 被指定为一个执行 A(vi) -> vf = A @ vi 的函数,原则上不需要具有任何特殊的性质,例如对称性。然而,对于几乎对称的算子,收敛通常很慢。

参数:
  • A (ndarray, function, or matmul-compatible object) – 当像 A(x)A @ x 这样调用时,计算线性映射(矩阵-向量乘积)Ax 的 2D 数组或函数。A 必须返回与参数具有相同结构和形状的数组。

  • b (数组数组树) – 表示单个向量的线性系统的右侧。 可以存储为数组或具有任何形状的数组的 Python 容器。

  • x0 (array or tree of arrays, optional) – 解的起始猜测值。必须具有与 b 相同的结构。如果未指定,则使用零。

  • tol (float, optional) – 收敛的容差,norm(residual) <= max(tol*norm(b), atol)。我们不实现 SciPy 的“遗留”行为,因此,除非您显式地将 atol 传递给 SciPy 的 gmres,否则 JAX 的容差将与 SciPy 不同。

  • atol (float, optional) – 收敛的容差,norm(residual) <= max(tol*norm(b), atol)。我们不实现 SciPy 的“遗留”行为,因此,除非您显式地将 atol 传递给 SciPy 的 gmres,否则 JAX 的容差将与 SciPy 不同。

  • restart (integer, optional) – 在重启之间构建的 Krylov 子空间的大小(“迭代次数”)。GMRES 通过将其投影到此维度的 Krylov 空间来近似真实解 x - 因此,此参数限制了从任何猜测解中可实现的最大精度。较大的值会增加迭代次数和迭代成本,但对于收敛可能是必要的。如果在构建完整子空间之前达到收敛,则算法会提前终止。默认为 20。

  • maxiter (integer) – 从上次迭代中找到的解开始,重建大小为 restart 的 Krylov 空间的最大次数。如果 GMRES 停止或速度很慢,减小此参数可能会有所帮助。默认为无限。

  • M (ndarray, function, or matmul-compatible object) – A 的预处理器。预处理器应该近似 A 的逆。有效的预处理会显着提高收敛速度,这意味着需要更少的迭代才能达到给定的误差容限。

  • solve_method ('incremental' or 'batched') – ‘incremental’ 求解方法使用 Givens 旋转在 GMRES 过程中逐步构建 Krylov 子空间的 QR 分解。这提高了数值稳定性,并给出了残差范数的自由估计,允许在单个“重启”中提前终止。 相比之下,‘batched’ 求解方法在每次 GMRES 迭代结束时从头开始求解最小二乘问题。它不允许提前终止,但在 GPU 上的开销要小得多。

返回:

  • x (数组或数组树) – 收敛的解。 与 b 具有相同的结构。

  • info (None) – 收敛信息的占位符。 未来,JAX 将报告未实现收敛时的迭代次数,就像 SciPy 一样。